(57)【要約】【課題】本発明は、モニタ機能付き可変光減衰器及び可変減衰器付き受光モジュール等の光部品に関し、光を可変に減衰させる可変光減衰機能と光量をモニタするモニタ機能とを共に有する光部品を提供することを目的とする。【解決手段】光Ｌ１を光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂに分離して異なる光路上に出射する複屈折結晶板１１と、光の偏光方位を回転させ、偏光方位の一致した光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂとして出射する１／２波長板２６、２７と、光の偏光方位を可変に回転させて光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂとして出射するファラデー回転子２０と、所定の偏光成分を吸収し、光Ｌ５ａ、Ｌ５ｂとして出射する偏光ガラス３４と、光の偏光方位を回転させ、偏光方位の直交する光Ｌ６ａ、Ｌ６ｂとして出射する１／２波長板２８、２９と、光を合波して光Ｌ７として出射する複屈折結晶板１２と、光Ｌ７の一部を受光する受光素子３２とを有するように構成する。【選択図】図１
2005265901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射した光を互いに偏光方位のほぼ直交する第１及び第２の光に分離して互いに異なる光路上に出射する偏光分離素子と、
前記第１及び第２の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ一致した第３及び第４の光としてそれぞれ出射する第１の偏光回転部と、
前記第３及び第４の光の偏光状態を可変に変換して第５及び第６の光としてそれぞれ出射する可変偏光素子と、
前記第５及び第６の光のうち所定の偏光成分をそれぞれ吸収し、第７及び第８の光としてそれぞれ出射する偏光子と、
前記第７及び第８の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ直交する第９及び第１０の光としてそれぞれ出射する第２の偏光回転部と、
前記第９及び第１０の光を合波して第１１の光として出射する偏光合波素子と
を有することを特徴とする光部品。
【請求項２】
請求項１記載の光部品であって、
前記偏光子は、前記偏光合波素子で合波されない偏光成分を吸収すること
を特徴とする光部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光部品であって、
前記第１１の光の一部を分岐させる光学素子と、
分岐した前記第１１の光の一部を受光して強度を検出する受光素子とをさらに有すること
を特徴とする光部品。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光部品であって、
前記第１１の光を受光して強度を検出する受光素子をさらに有すること
を特徴とする光部品。
【請求項５】
外部から入射した光を互いに偏光方位のほぼ直交する第１及び第２の光に分離して互いに異なる光路上に出射する偏光分離素子と、
前記第１及び第２の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ一致した第３及び第４の光としてそれぞれ出射する偏光回転部と、
前記第３及び第４の光の偏光状態を可変に変換して第５及び第６の光としてそれぞれ出射する可変偏光素子と、
前記第５及び第６の光のうち所定の偏光成分をそれぞれ吸収し、第７及び第８の光としてそれぞれ出射する偏光子と、
前記第７及び第８の光を受光して強度を検出する受光素子と
を有することを特徴とする光部品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光部品であって、
前記可変偏光素子は、前記第３及び第４の光の偏光方位を可変に回転させること
を特徴とする光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに用いられる可変光減衰器、モニタ機能付き可変光減衰器、及び可変減衰器付き受光モジュールなどの光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムに用いられる光部品の１つとして、可変光減衰器（可変光アッテネータ）がある。可変光減衰器としては、印加する磁界の強度によりファラデー回転角を変化させて光の減衰量を制御するいわゆる磁気光学型可変光減衰器が知られている。磁気光学型可変光減衰器は、機械的な可動部がないため信頼性が高く、また小型化し易いという利点を有している。磁気光学型可変光減衰器は、磁気光学素子（磁気光学結晶）と、磁気光学素子に可変磁界を印加する電磁石とを有している。電磁石のコイルに流す電流量を変化させて磁気光学素子に印加する磁界の強度を制御することにより、磁気光学素子の磁化の強さを変化させてファラデー回転角を制御できるようになっている。
【０００３】
可変光減衰器の主な使用目的は光量調整である。このため可変光減衰器は、光量をモニタする受光素子と組み合わせて用いられることが多い。図６は、特許文献１に開示された従来の可変光減衰器の構成を示している。図６に示すように、可変光減衰器１２０は、光ファイバ１１０ａと、レンズ１０７ａと、くさび型の複屈折結晶１０８ａと、ファラデー回転子１０９と、くさび型の複屈折結晶１０８ｂと、レンズ１０７ｂと、光ファイバ１１０ｂとを有している。また、可変光減衰器１２０の出力側には、複屈折した２つの光ビームの一部を分岐する光カプラ１００と、レンズ１０２と、複屈折した２つの光ビームの一方を通すアパーチャ１０４と、アパーチャ１０４を通過した光パワーをモニタする受光器１０６とが設けられている。可変光減衰器１２０の外部には、制御回路１２２が設けられている。制御回路１２２は、受光器１０６で光電変換された電気信号に基づいて、可変光減衰器１２０の出力パワーが所定の値になるように可変光減衰器１２０のコイルに流す電流量を制御するようになっている。これにより、可変光減衰器１２０への入力パワー変動を抑圧し、出力パワーを一定に保つように制御できるようになっている。
【０００４】
くさび型の複屈折結晶１０８ｂから出射される光は、角度（偏光方位）又は光路の異なる４つのビームからなる。その中の２つのビームは光ファイバ１１０ｂに結合し、残りの２つのビームは光ファイバ１１０ｂに結合しない減衰成分となる。出力パワーをモニタするためには、光ファイバ１１０ｂに結合する２つのビームのみを受光器１０６で受光する必要がある。このためには、図６に示すようにアパーチャ１０４を用いて不要なビームを除去するか、又は受光器１０６の受光面を小さくし、光ファイバ１１０ｂに結合する２つのビームのみを受光するように受光器１０６の光軸合わせを行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、アパーチャ１０４を用いると部品点数が増加するため可変光減衰器１２０の製造コストが増加するという問題がある。また、受光器１０６の光軸合わせは極めて困難であるという問題がある。以上のように、複屈折結晶１０８ａ、１０８ｂを偏光子として使用した可変光減衰器１２０等の光部品においては、受光器１０６を単に設けただけでは光ファイバ１１０ｂに結合しない不要な光も受光してしまうため、透過光量をモニタする機能を付加するのが困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２３６７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、光を可変に減衰させる可変光減衰機能と、光量をモニタするモニタ機能とを共に有する光部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、外部から入射した光を互いに偏光方位のほぼ直交する第１及び第２の光に分離して互いに異なる光路上に出射する偏光分離素子と、前記第１及び第２の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ一致した第３及び第４の光としてそれぞれ出射する第１の偏光回転部と、前記第３及び第４の光の偏光状態を可変に変換して第５及び第６の光としてそれぞれ出射する可変偏光素子と、前記第５及び第６の光のうち所定の偏光成分をそれぞれ吸収し、第７及び第８の光としてそれぞれ出射する偏光子と、前記第７及び第８の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ直交する第９及び第１０の光としてそれぞれ出射する第２の偏光回転部と、前記第９及び第１０の光を合波して第１１の光として出射する偏光合波素子とを有することを特徴とする光部品によって達成される。
【０００９】
上記本発明の光部品であって、前記偏光子は、前記偏光合波素子で合波されない偏光成分を吸収することを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の光部品であって、前記第１１の光の一部を分岐させる光学素子と、分岐した前記第１１の光の一部を受光して強度を検出する受光素子とをさらに有することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の光部品であって、前記第１１の光を受光して強度を検出する受光素子をさらに有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的は、外部から入射した光を互いに偏光方位のほぼ直交する第１及び第２の光に分離して互いに異なる光路上に出射する偏光分離素子と、前記第１及び第２の光のうち少なくとも一方の偏光方位を回転させ、互いに偏光方位のほぼ一致した第３及び第４の光としてそれぞれ出射する偏光回転部と、前記第３及び第４の光の偏光状態を可変に変換して第５及び第６の光としてそれぞれ出射する可変偏光素子と、前記第５及び第６の光のうち所定の偏光成分をそれぞれ吸収し、第７及び第８の光としてそれぞれ出射する偏光子と、前記第７及び第８の光を受光して強度を検出する受光素子とを有することを特徴とする光部品によって達成される。
【００１３】
上記本発明の光部品であって、前記可変偏光素子は、前記第３及び第４の光の偏光方位を可変に回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光を可変に減衰させる可変光減衰機能と、光量をモニタするモニタ機能とを共に有する光部品を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による光部品について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態による光部品としてモニタ機能付きの可変光減衰器１の構成を模式的に示している。図１では、光の進行方向にＺ軸をとり、Ｚ軸に直交する面内で互いに直交する２方向にＸ軸及びＹ軸をとっている。図１に示すように、可変光減衰器１は、−Ｚ方向側に配置された光ファイバ４１と、＋Ｚ方向側に配置された光ファイバ４２とに接続されている。光ファイバ４１の−Ｚ側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートＰ１（図では（１）と示している）になっている。光ファイバ４２の＋Ｚ側の端部は、外部に光が出射する光出射ポートＰ２（図では（２）と示している）になっている。
【００１６】
光ファイバ４１の＋Ｚ方向には、光ファイバ４１から出射した発散光を平行光に変換するレンズ５１が配置されている。レンズ５１の＋Ｚ方向には、複屈折結晶板（偏光分離素子）１１が配置されている。複屈折結晶板１１は、＋Ｚ方向に進む光の異常光成分を−Ｙ方向に所定の軸ずれ量だけ軸ずれさせるようになっている。複屈折結晶板１１の＋Ｚ方向には、２枚の１／２波長板（第１の偏光回転部）２６、２７が配置されている。１／２波長板２６、２７は±Ｙ方向に互いに隣接して配置されている。１／２波長板２６は＋Ｙ側に配置され、複屈折結晶板１１を常光として透過した光の偏光方位を＋４５°回転させるようになっている。また、１／２波長板２７は−Ｙ側に配置され、複屈折結晶板１１を異常光として透過した光の偏光方位を−４５°回転させるようになっている。これにより１／２波長板２６を透過した光の偏光方位と１／２波長板２７を透過した光の偏光方位とが一致する。なお１／２波長板は、複屈折結晶板１１を常光として透過した光の偏光方位と、複屈折結晶板１１を異常光として透過した光の偏光方位とを一致させるように配置されていればよい。したがって、例えば複屈折結晶板１１を常光として透過した光の光路上に、偏光方位を＋９０°回転させる１枚の１／２波長板２６が第１の偏光回転部として配置されていれば、複屈折結晶板１１を異常光として透過した光の光路上に１／２波長板２７を配置しなくてもよい。
【００１７】
１／２波長板２６、２７の＋Ｚ方向には、光の偏光状態を可変に変換する可変偏光素子として、ファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０は、例えばＬＰＥ（液相エピタキシャル）法により育成されたＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を研磨して作製されている。ＬＰＥ法により育成された単結晶膜は、通常、誘導磁気異方性による垂直磁化性を有する垂直磁化膜である。後述のように磁化を回転させてファラデー回転角を制御する磁化回転方式が用いられる場合のファラデー回転子２０には、垂直磁化膜は適していない。このため、磁化回転方式を用いる場合には、ファラデー回転子２０に用いられるＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶膜は、誘導磁気異方性を消失させるために１０００℃前後の温度で数時間以上の熱処理が施されている。
【００１８】
ファラデー回転子２０には、不図示の磁界印加機構により可変磁界が印加されるようになっている。磁界印加機構は、例えば永久磁石（又は半硬質磁石）と電磁石を有している。ファラデー回転子２０は、永久磁石により例えばＺ方向に予め印加された垂直磁界によって飽和磁化の状態になっている。またファラデー回転子２０には、電磁石により例えばＸ方向に可変の水平磁界が印加されるようになっている。図２は、ファラデー回転子２０内の磁化方向とその大きさ、及びファラデー回転子２０に外部から印加される磁界の方向とその大きさを示している。矢印８２、８５はファラデー回転子２０内の磁化方向とその大きさを表すベクトルであり、矢印８１、８３、８４はファラデー回転子２０に外部から印加される磁界の方向と大きさを表すベクトルである。電磁石のコイルに電流を流していない状態では、ファラデー回転子２０は、永久磁石による垂直磁界８１により一様に飽和磁化８２の状態になっている。このときのファラデー回転子２０のファラデー回転角（飽和のファラデー回転角）θｆは、例えば９０°になっている。電磁石のコイルに電流を流し、電磁石により水平磁界８３を印加すると、外部磁界は合成磁界８４となりファラデー回転子２０は磁化８５の状態になる。この磁化８５の大きさは飽和磁化８２の大きさと同じであり、したがってファラデー回転子２０は飽和磁化の状態にある。
【００１９】
このように、永久磁石によりファラデー回転子２０に垂直磁界８１を予め印加してファラデー回転子２０を飽和磁化の状態にしておき、所定の電流をコイルに流して電磁石によりファラデー回転子２０に可変の水平磁界８３を印加する。そして、２つの磁界８１、８３の合成磁界８４によりファラデー回転子２０の光透過領域の磁化の方向を磁化８２から磁化８５まで角度θだけ一様に回転させて磁化のＺ方向成分８６の大きさを制御している。ファラデー回転子２０のファラデー回転角θｆは、このＺ方向成分８６の大きさに依存して０°＜θｆ≦９０°の範囲で変化する。例えばファラデー回転角θｆが９０°の場合に減衰量が最小になるように各光学素子を配置すると、ファラデー回転角θｆが約０°の場合に最大の減衰量が得られるようになる。ファラデー回転子２０は常に飽和磁化領域で使用されるため、ヒステリシスが生じることがなく再現性良くファラデー回転角θｆを変化させることができる。なお、飽和のファラデー回転角は９０°に限らない。例えば、飽和のファラデー回転角を１０５°とし、ファラデー回転角θｆが１０５°のときに減衰量が最小になるように各光学素子を配置して、ファラデー回転角θｆが１５°のときに最大の減衰量が得られるようにしてもよい。ファラデー回転角θｆを約０°にするには電磁石により非常に強い水平磁界を印加する必要があるため、このように０°より大きいファラデー回転角θｆで最大減衰量が得られるようにすることは消費電力の低減に有効である。
【００２０】
図１に戻り、ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、偏光ガラス（偏光子）３４が配置されている。偏光ガラス３４は、光入射ポートＰ１からの光のうち、光出射ポートＰ２に結合しない偏光成分の光を吸収するようになっている。偏光ガラス３４の＋Ｚ方向には２枚の１／２波長板（第２の偏光回転部）２８、２９が配置され、１／２波長板２８、２９の＋Ｚ方向には複屈折結晶板（偏光合波素子）１２が配置されている。１／２波長板２８、２９は±Ｙ方向に互いに隣接して配置されている。１／２波長板２８は＋Ｙ側に配置され、複屈折結晶板１１を常光として透過した光が複屈折結晶板１２に異常光として入射するように偏光方位を回転させるようになっている。また、１／２波長板２９は−Ｙ側に配置され、複屈折結晶板１１を異常光として透過した光が複屈折結晶板１２に常光として入射するように偏光方位を回転させるようになっている。複屈折結晶板１２は、複屈折結晶板１１と同様に＋Ｚ方向に進む光の異常光成分を−Ｙ方向に軸ずれさせるように配置されている。複屈折結晶板１１、１２の軸ずれ量はほぼ同一である。なお、複屈折結晶板１２の向きを調整すれば、１／２波長板２８、２９はどちらか一方のみでもよい。複屈折結晶板１１、１２、１／２波長板２６、２７、２８、２９、ファラデー回転子２０、及び偏光ガラス３４は例えば平行平板型の光学素子であり、ＸＹ面にほぼ平行な光入出射面を有している。ここで、光学では「光入射面」を入射光線と境界面の法線とを含む面と定義する場合があるが、本明細書中の「光入出射面」は、この定義ではなく、各光学素子において光が入射／出射する面のことを意味する。
【００２１】
複屈折結晶板１２の＋Ｚ方向には、複屈折結晶板１２から出射した平行光を収束光に変換して光ファイバ４２に入射させるレンズ５２が配置されている。複屈折結晶板１２とレンズ５２との間には、光の一部を分岐させる光学素子であるガラス板３０が配置されている。ガラス板３０は、例えばＸＹ面を＋Ｘ方向に見てＸ軸について時計回りに４５°回転させた面に平行に配置され、＋Ｚ方向に進む光の一部を＋Ｙ方向に反射させるようになっている。ガラス板３０の＋Ｙ方向には、ガラス板３０で反射した光を受光して強度を検出する受光素子３２が配置されている。受光素子３２で光の強度を検出することにより、可変光減衰器１を透過する透過光量をモニタできるようになっている。
【００２２】
なお、本例では磁化回転方式を用いた可変光減衰器１を例に挙げているが、磁壁移動方式等の他の方式を用いた可変光減衰器にも適用可能である。例えば磁壁移動方式を用いた可変光減衰器のファラデー回転子２０は、垂直磁化性を備えた磁性ガーネット単結晶膜を用いて作製される。ファラデー回転子２０には、光入出射面内の所定方向に単調に変化する磁界が磁界印加機構により印加され、光入出射面に平行でない方向の磁化により構成される磁区Ａと、磁区Ａの磁化方向と逆向きの磁化により構成される磁区Ｂと、磁区Ａ及び磁区Ｂの境界となる平面状の磁壁Ｉとが形成される。磁界印加機構によりファラデー回転子２０に印加する磁界を変化させて磁壁Ｉの位置を可変とすることによって、ファラデー回転角θｆを制御できるようになっている。磁壁移動方式を用いた可変光減衰器では、磁壁Ｉと複屈折板１１、１２の軸ずれ方向とが平行になるようにすれば、２つの光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂに対するファラデー回転角θｆを同一にできるため、偏波無依存化が実現できる。
【００２３】
次に、本実施の形態による可変光減衰器１の動作について説明する。光入射ポートＰ１から入射した光は、光Ｌ１として複屈折結晶板１１に入射する。複屈折結晶板１１に入射した光Ｌ１は、常光Ｌ２ａと異常光Ｌ２ｂとに分離して互いに異なる光路上に出射する。すなわち常光成分の光Ｌ２ａは複屈折結晶板１１を直進し、異常光成分の光Ｌ２ｂは複屈折結晶板１１で−Ｙ方向に所定の軸ずれ量だけ軸ずれする。複屈折結晶板１１を出射した光Ｌ２ａは１／２波長板２６に入射し、光Ｌ２ｂは１／２波長板２７に入射する。１／２波長板２６に入射した光Ｌ２ａは、偏光方位が＋４５°回転した光Ｌ３ａとして１／２波長板２６を出射する。１／２波長板２７に入射した光Ｌ２ｂは、偏光方位が−４５°回転した光Ｌ３ｂとして１／２波長板２７を出射する。これにより、２つの光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂの偏光方位は互いに一致する。２つの光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂは、ファラデー回転子２０に入射する。ファラデー回転子２０に入射した２つの光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂは、偏光方位が共に所定角度だけ回転した光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂとしてファラデー回転子２０からそれぞれ出射する。２つの光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂは、偏光ガラス３４に入射する。偏光ガラス３４に入射した光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂは、光出射ポートＰ２に結合しない偏光成分が吸収されて減衰し、光Ｌ５ａ、Ｌ５ｂとして偏光ガラス３４をそれぞれ出射する。偏光ガラス３４の透過軸は、偏光ガラス３４が設けられていないと仮定した場合に最小の減衰量となる状態での光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの偏光方位にほぼ平行になっている。
【００２４】
偏光ガラス３４を出射した光Ｌ５ａは１／２波長板２８に入射し、光Ｌ５ｂは１／２波長板２９に入射する。１／２波長板２８に入射した光Ｌ５ａは、偏光方位が＋４５°回転した光Ｌ６ａとして１／２波長板２８を出射し、複屈折結晶板１２に入射する。１／２波長板２９に入射した光Ｌ５ｂは、偏光方位が−４５°回転した光Ｌ６ｂとして１／２波長板２９を出射し、複屈折結晶板１２に入射する。これにより、２つの光Ｌ６ａ、Ｌ６ｂの偏光方位は互いに直交する。光Ｌ６ａは複屈折結晶板１２を異常光として透過し、光Ｌ６ｂは複屈折結晶板１２を常光として透過する。すなわち異常光成分の光Ｌ６ａは複屈折結晶板１２で−Ｙ方向に所定の軸ずれ量だけ軸ずれし、常光成分の光Ｌ６ｂは複屈折結晶板１２を直進する。複屈折結晶板１１、１２の軸ずれ方向及び軸ずれ量は等しいため、２つの光Ｌ６ａ、Ｌ６ｂは合波して光Ｌ７として複屈折結晶板１２を出射する。ここで、複屈折結晶板１２で合波されない偏光成分は偏光ガラス３４により吸収されているため、１／２波長板２８を出射して複屈折結晶板１２を常光として透過する偏光成分の光Ｌ６ａ’と、１／２波長板２９を出射して複屈折結晶板１２を異常光として透過する偏光成分の光Ｌ６ｂ’とはほとんど存在しないことになる。光Ｌ７のうちの一部はガラス板３０で反射して受光素子３２に入射し、他はガラス板３０を透過して光出射ポートＰ２に入射し外部に出射する。
【００２５】
本実施の形態の可変光減衰器１では、磁界印加機構によりファラデー回転子２０に印加する磁界を徐々に変化させ、光出射ポートＰ２に結合する偏光成分の大きさを変化させることにより、光の減衰量を連続的に変化させることができる。また、２つの光の光路長は互いに等しくなっているため、偏波モード分散も生じない。
【００２６】
また本実施の形態では、複屈折結晶板１２で合波されない偏光成分（光出射ポートＰ２に結合しない偏光成分）は偏光ガラス３４で吸収される。このため、複屈折結晶板１２から出射する光はほぼ全て光出射ポートＰ２に結合するようになっているので、ガラス板３０や受光素子３２の光軸合わせが容易になり、可変光減衰器１の透過光量をモニタする機能を容易に付加できる。したがって、本実施の形態によれば、光を可変に減衰させる可変光減衰機能と、光量をモニタするモニタ機能とを共に有する光部品を実現できる。
【００２７】
図３は、本実施の形態による磁気光学光部品の変形例として２段型の可変光減衰器１’の構成を模式的に示している。図３では図１と同様に座標系をとっている。図３に示すように、可変光減衰器１’は、複屈折結晶板１１と、複屈折結晶板１１の＋Ｚ方向に配置された２枚の１／２波長板２６、２７とを有している。１／２波長板２６は複屈折結晶板１１を常光として透過した光の偏光方位を＋４５°回転させ、１／２波長板２７は複屈折結晶板１１を異常光として透過した光の偏光方位を−４５°回転させるようになっている。これにより、１／２波長板２６を透過した光の偏光方位と１／２波長板２７を透過した光の偏光方位とが一致する。１／２波長板２６、２７の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０、偏光ガラス３４、ファラデー回転子２１、及び偏光ガラス３５がこの順に配置されている。偏光ガラス３４、３５は、光入射ポートＰ１側からの光のうち、光出射ポートＰ２に結合しない偏光成分の光を吸収するようになっている。偏光ガラス３５の＋Ｚ方向には２枚の１／２波長板２８、２９が配置され、１／２波長板２８、２９の＋Ｚ方向には複屈折結晶板１２が配置されている。１／２波長板２８は、偏光ガラス３５を透過した光が複屈折結晶板１２に異常光として入射するように偏光方位を回転させるようになっている。１／２波長板２９は、偏光ガラス３５を透過した光が複屈折結晶板１２に常光として入射するように偏光方位を回転させるようになっている。複屈折結晶板１２の＋Ｚ方向には、ガラス板３０が配置されている。ガラス板３０は、ＸＹ面を＋Ｘ方向に見てＸ軸について時計回りに４５°回転させた面に平行に配置され、＋Ｚ方向に進む光の一部を＋Ｙ方向に反射させるようになっている。ガラス板３０の＋Ｙ方向には、ガラス板３０で反射した光をモニタする受光素子３２が配置されている。受光素子３２で光の強度を検出することにより、可変光減衰器１’を透過する透過光量をモニタできるようになっている。
【００２８】
本変形例では、光出射ポートＰ２に結合しない光は偏光ガラス３４、３５で吸収される。したがって、図１に示す構成と同様に、複屈折結晶板１２から出射する光はほぼ全て光出射ポートＰ２に結合するようになっているため、可変光減衰器１’の透過光量をモニタするのが容易になる。また、本変形例の可変光減衰器１’は、ファラデー回転子２０、２１が２枚用いられた２段型の構成を有している。したがって、図１に示す構成と比較して極めて高い減衰量が得られるため、可変光減衰器１’は光シャッタとしても機能する。
【００２９】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による光部品について図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態による光部品として可変減衰器付きの受光モジュール２の構成を示している。図４では図１と同様に座標系をとっている。図４に示すように、受光モジュール２は、−Ｚ方向に配置された光ファイバ４１に接続されている。光ファイバ４１の−Ｚ側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートＰ１になっている。光ファイバ４１の＋Ｚ方向には、光ファイバ４１から出射した発散光を平行光に変換するレンズ５１が配置されている。
【００３０】
受光モジュール２は、図１に示す可変光減衰器１と同様の配置の光学素子（複屈折結晶板１１、１／２波長板２６、２７、ファラデー回転子２０、偏光ガラス３４、１／２波長板２８、２９、及び複屈折結晶板１２）を有している。受光モジュール２は、第１の実施の形態の可変光減衰器１と同様に、磁化回転方式や磁壁移動方式等に適用可能である。複屈折結晶板１２の＋Ｚ方向には、複屈折結晶板１２を出射した光を例えば直接受光する受光素子３２が配置されている。
【００３１】
次に、本実施の形態による受光モジュール２の動作について説明する。光入射ポートＰ１から入射した光は、光Ｌ１１として複屈折結晶板１１に入射する。複屈折結晶板１１に入射した光Ｌ１１は、常光Ｌ１２ａと異常光Ｌ１２ｂとに分離して互いに異なる光路上に出射する。すなわち常光成分の光Ｌ１２ａは複屈折結晶板１１を直進し、異常光成分の光Ｌ１２ｂは複屈折結晶板１１で−Ｙ方向に所定の軸ずれ量だけ軸ずれする。複屈折結晶板１１を出射した光Ｌ１２ａは１／２波長板２６に入射し、光Ｌ１２ｂは１／２波長板２７に入射する。１／２波長板２６に入射した光Ｌ１２ａは、偏光方位が＋４５°回転した光Ｌ１３ａとして１／２波長板２６を出射する。１／２波長板２７に入射した光Ｌ１２ｂは、偏光方位が−４５°回転した光Ｌ１３ｂとして１／２波長板２７を出射する。これにより、２つの光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂの偏光方位は互いに一致する。２つの光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂは、ファラデー回転子２０に入射する。ファラデー回転子２０に入射した光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂは、偏光方位が共に所定角度だけ回転した光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂとしてファラデー回転子２０からそれぞれ出射する。２つの光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂは、偏光ガラス３４に入射する。偏光ガラス３４に入射した光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂは、複屈折結晶板１２で合波されない偏光成分が吸収されて減衰し、光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂとして偏光ガラス３４を出射する。偏光ガラス３４の透過軸は、偏光ガラス３４が設けられていないと仮定した場合に最小の減衰量となる状態での光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂの偏光方位にほぼ平行になっている。
【００３２】
偏光ガラス３４を出射した光Ｌ１５ａは１／２波長板２８に入射し、光Ｌ１５ｂは１／２波長板２９に入射する。１／２波長板２８に入射した光Ｌ１５ａは、偏光方位が＋４５°回転した光Ｌ１６ａとして１／２波長板２８を出射し、複屈折結晶板１２に入射する。１／２波長板２９に入射した光Ｌ１５ｂは、偏光方位が−４５°回転した光Ｌ１６ｂとして１／２波長板２９を出射し、複屈折結晶板１２に入射する。これにより、２つの光Ｌ１６ａ、Ｌ１６ｂの偏光方位は互いに直交する。光Ｌ１６ａは複屈折結晶板１２を異常光として透過し、光Ｌ１６ｂは複屈折結晶板１２を常光として透過する。すなわち異常光成分の光Ｌ１６ａは複屈折結晶板１２で−Ｙ方向に所定の軸ずれ量だけ軸ずれし、常光成分の光Ｌ１６ｂは複屈折結晶板１２を直進する。複屈折結晶板１１、１２の軸ずれ方向及び軸ずれ量は等しいため、２つの光Ｌ１６ａ、Ｌ１６ｂは合波して光Ｌ１７として複屈折結晶板１２を出射する。ここで、複屈折結晶板１２で合波されない偏光成分は偏光ガラス３４により吸収されているため、１／２波長板２８を出射して複屈折結晶板１２を常光として透過する偏光成分の光Ｌ１６ａ’と、１／２波長板２９を出射して複屈折結晶板１２を異常光として透過する偏光成分の光Ｌ１６ｂ’とはほとんど存在しないことになる。複屈折結晶板１２を出射した光Ｌ１７は受光素子３２に直接入射する。
【００３３】
本実施の形態の受光モジュール２では、磁界印加機構によりファラデー回転子２０に印加する磁界を徐々に変化させ、光出射ポートＰ２に結合する偏光成分の大きさを変化させることにより、光の減衰量を連続的に変化させることができる。また、２つの光の光路長は互いに等しくなっているため、偏波モード分散も生じない。
【００３４】
また本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、複屈折結晶板１２で合波されない偏光成分は偏光ガラス３４で吸収される。このため、受光素子３２の光軸合わせが不要になり、可変減衰器付きの受光モジュール２を容易に実現できる。したがって、本実施の形態によれば、光を可変に減衰させる可変光減衰機能と、光量をモニタするモニタ機能とを共に有する光部品を実現できる。
【００３５】
図５は、本実施の形態による磁気光学光部品の変形例として可変減衰器付きの受光モジュール２’の構成を模式的に示している。図５では図１と同様に座標系をとっている。図５に示すように、受光モジュール２’は、図４に示す受光モジュール２と比較して、１／２波長板２８、２９、及び複屈折結晶板１２を有さず、偏光ガラス３４を出射した２つの光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂを例えば直接受光する受光素子３２’を有している。
【００３６】
本変形例では、２つの光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂは互いに異なる光路上を進んでいるものの、既に所定の減衰量だけ強度が減衰している点を利用している。したがって、光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂを共に受光可能な受光面を受光素子３２’が備えていれば、図４に示す受光モジュール２より簡素な構成で、可変減衰器付きの受光モジュール２’を実現できる。
【００３７】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、磁気光学結晶であるファラデー回転子２０を可変偏光素子として用いた構成を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、電気光学結晶や液晶素子等を可変偏光素子として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光部品の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による光部品の可変偏光素子を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による光部品の構成の変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による光部品の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による光部品の構成の変形例を示す図である。
【図６】従来の可変光減衰器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、１’  可変光減衰器
２、２’  受光モジュール
１１、１２  複屈折結晶板
２０、２１  ファラデー回転子
２６、２７、２８、２９  １／２波長板
３０  ガラス板
３２  受光素子
３４、３５  偏光ガラス
４１、４２  光ファイバ
５１、５２  レンズ
【図１】
2005265901.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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